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利用是德示波器解决电子设计的大问题
来源:keysight  时间:2016-03-15

  每一位电子工程师在职业生涯中都会碰到各种问题,这些问题在原理设计上都是正确的,但是,在项目的信号测试过程中会出现我们“不愿意其出现”的情况,这个时候,通常会使用示波器进行测量,利用基础知识和示波器获得的波形进行问题的分析和问题的解决。本人在工作中使用的示波器型号为是德MSO6054a,下文就本人在之前项目中碰到的典型问题来进行阐述如何利用是德示波器解决项目中出现的问题。

  消费类电子设计中经常使用模块来完成功能的实现,一方面可以减少产品的体积和PCB的面积,另一方面可以节约cpu的管脚。在一项智能手环的设计中,团队使用了某公司的接口为IIC心率传感器,在产品的测量过程中会出现心率测量误差过大和测量不出的情况。

  首先我们想到了通讯时钟是否正常,在软件设计中使用了400KHz的时钟信号于是测量了IIC的时钟信号。

  

 

  从示波器中看到是正常的,于是又对IIC的时钟和数据同时进行了测量,测量结果如下:

  

 

  从时钟和数据中看出,在一个时钟的低电平时刻数据出现了一个高电平,单次这样的信号出现,虽然不会产生实际的影响,但是,若出现在高电平时钟,那么就是一个隐藏的BUG,通过检测心率模块通信接口的软件配置,将该问题解决。通过一段时间的测量,又出现心率数据的不正常,这次通过检查寄存器的配置将问题彻底解决。

  还有一个典型的问题是微型马达对电源的影响。在一款智能手表的设计中,为节约成本,采用如下电路进行马达的控制。

  

 

  在功能测试过程中,经常会出现CPU的误动作。由于CPU采用内部晶振,不可能是晶振的问题,那么就怀疑到电源上,通过模块隔离的方法,最终将问题定位到马达的震动引起电源的异常。

  

 

  从图中可以看出,在PWM控制下,电源的下降沿处出现过冲,之后的波形明显是一个电容放电的过程,通过增大串联电阻和退耦电容的数值,来消除PWM波的过冲和电容放电曲线。从而保证了系统的稳定。

  从以上两个例子可以看出,模块之间的通讯问题和模块的配置问题都不能明显的看出问题,一旦使用示波器进行量化测量,就会将问题暴露出来,这也是我喜欢使用示波器的原因。另一方面,是对于一些常用设计,经常会忽略一些细节引来更繁重的问题排查,虽然前期使用了万用表进行了测量,但是还是漏掉了这个问题,是在示波器上将问题发现并解决。这使我在之后的设计中注意电源的处理和电源的保护,这对系统的稳定起到至关重要的作用,而关于电源的保护和处理,相信广大的工程师朋友都有很好的心得体会。

  工欲善其事必先利其器,因此一款好的示波器才是电子问题排查中的“屠龙宝刀”。

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  感谢此文原创作者:EEPW网友machinnneee  投稿有礼

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